一种具有多路况振动控制的磁流变阻尼器的制作方法

本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种具有多路况振动控制的磁流变阻尼器。

背景技术：

磁流变阻尼器所具有的毫秒级响应速度、大控制范围和大阻尼力输出的特点，使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前，磁流变阻尼器已广泛应用在机车车辆及汽车悬架系统的减振等方面。磁流变阻尼器工作时，常将磁流变液的流道设置于可控磁场的闭合回路上，当阻尼器活塞与缸体发生相对运动时，磁流变液在流道内流动，通过控制作用在磁通回路上的励磁磁场就可以改变磁流变液的剪切应力，实现阻尼器输出阻尼力的无级调节。

传统的磁流变阻尼器，通常是在活塞头上仅设置一个阻尼励磁线圈对磁流变液流道进行阻尼力控制，这对于一般的振动的场合，如平原汽车悬架系统来说，振动控制能够满足要求。但是在沙漠或者山地，随着振动频率和幅值的增加，粘滞阻尼力变大，设有单一阻尼励磁线圈的汽车悬架在可控阻尼力、可控阻尼比和可控制速度范围等方面已经不能满足需求，比如装甲车悬架悬挂系统、越野车汽车悬挂系统等，一般通过牺牲磁流变阻尼器的可控阻尼力和增大装置体积纵向增大有效阻尼通道的长度来实现，极大的限制了磁流变阻尼器的应用范围。

因此，需要设计一种新型磁流变阻尼器，既不降低输出的可控阻尼力又不增加，从而提高磁流变阻尼器的性能。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题及满足磁流变阻尼器实际使用要求，本实用新型提出一种具有多路况振动控制的磁流变阻尼器。在常规的阀式阻尼器活塞头中安装了加工有两个凹槽的阻尼缸体Ⅱ，用于放置振动控制励磁线圈Ⅰ和振动控制励磁线圈Ⅲ，同时与阻尼缸体Ⅰ构成阀式阻尼通道，在普通的在活塞头与右端盖之间安放了一个复位弹簧。阻尼励磁线圈未通电时，液流通道是全通的，不受任何阻碍，能够沿轴向自由运动，汽车悬架上的活塞依靠弹簧变形回复初始位置；当汽车在在普通公路行驶时，汽车由于自身重力及路面情况会产生小振幅振动，给活塞头中的振动控制励磁线圈Ⅱ通电，此时在液流通道行成两段阻尼，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差不大，故输出阻尼力也不大；当汽车在不平顺公路上行驶时，汽车由于路面不平会使悬架产生强烈的振动，这时仅给活塞头中的振动控制励磁线圈Ⅱ通电不足以抵消封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差因引起的振动，此时给振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅰ同时通电，在液

流通道行成四段阻尼，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差变为原来的两倍，故振动能够被抵消；当汽车在凹凸不平的山路上行驶时，汽车悬架由于路面不平会引起剧烈的振动，这时给振动控制励磁线圈Ⅰ、振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅲ同时通电，在液流通道行成六段阻尼来抵消封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差引起的振动。这种结构设计通过限制磁流变液的流通通道来提供三级阻尼力的输出。在不增加阻尼间隙长度和电流的前提下，可提供较大的输出阻尼力，特别适用于多路况振动控制的汽车悬架中。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：活塞杆(1)、复合式左端盖(2)、阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)、复位弹簧(5)、复合式右端盖(6)、振动控制励磁线圈Ⅰ(7)、活塞头(8)、振动控制励磁线圈Ⅱ（9）、振动控制励磁线圈Ⅲ(10)；复合式左端盖(2)中间加工有圆形通孔，活塞杆(1)与复合式左端盖(2)内表面间隙配合，活塞杆(1)与复合式左端盖(2)内表面通过密封圈进行密封；复合式左端盖(2)与阻尼缸体Ⅰ(3)及阻尼缸体Ⅱ(4)的左端面分别通过螺钉固定连接，复合式左端盖(2)与阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)之间通过密封圈进行密封；复合式左端盖(2)设有两个径向布置的沉孔槽，复合式右端盖(6) 、阻尼缸体Ⅰ(3) 、阻尼缸体Ⅱ(4)通过螺钉固定连接，通过密封圈进行密封；活塞杆(1)右端加工有外螺纹；活塞头(8)中心加工有通孔，加工有台阶的活塞杆(1)与活塞头(8)过盈配合；活塞杆(1)与活塞头(8)通过螺母紧固连接；在活塞头(8)与复合式右端盖(6)之间装有复位弹簧(5)；阻尼器空腔内装有磁流变液；阻尼缸体Ⅱ(4)上设有8个供磁流变液通过的圆环形阻尼通道；阻尼缸体Ⅱ(4)上加工有两个凹槽，振动控制励磁线圈Ⅰ(7)和振动控制励磁线圈Ⅲ(10)分别缠绕在阻尼缸体Ⅱ(4)的凹槽上，引线从阻尼缸体Ⅱ(4)上的引线孔引出；活塞头(8)外表面的凹槽内，两根引线通过活塞杆(1)的引线孔引出；阻尼器安装在汽车悬架中。振动控制励磁线圈Ⅰ（7）、振动控制励磁线圈Ⅱ(9)、振动控制励磁线圈Ⅲ(10)构成三级振动控制励磁线圈；当一般平原道路引起的活塞杆振动时，给振动控制励磁线圈Ⅱ(9)通电，磁流变变液粘度变低，形成一段阻尼使活塞杆振动衰减；当在道路破坏严重的道路引起的活塞杆振动时，给振动控制励磁线圈Ⅱ(9)和振动控制励磁线圈Ⅰ（7）同时通电，阻尼通道中产生串联的两段有效阻尼，活塞杆振动迅速衰减；在崎岖的山路引起的活塞杆振动时，给振动控制励磁线圈Ⅱ(9)、振动控制励磁线圈Ⅰ（7）和振动控制励磁线圈Ⅲ(10)同时通电，磁流变液磁化形成三段有效串联阻尼，活塞杆振动迅速衰减。复合式左端盖(2)、活塞头(8)、阻尼缸体Ⅰ(3)之间围成容腔Ⅰ；阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)、复合式左端盖(2) 及复合式右端盖(6)围成容腔Ⅱ；活塞头(8)、阻尼缸体Ⅰ(3)、复合式右端盖(6)之间围成容腔Ⅲ；当活塞杆(1)沿轴向拉伸运动时，容腔Ⅰ内的磁流变液经过阻尼通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅲ；当活塞杆(1)沿轴向方向受压缩时，容腔Ⅲ内的磁流变液经过液流通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅰ；活塞杆(1)沿轴向方向运动时，容腔Ⅰ和容腔Ⅲ的体积会发生改变，复位弹簧(5)弹簧产生变形，此时弹簧会通过轴向的收缩运动来实现活塞位置的平衡。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1)、本实用新型磁流变阻尼器在第一励磁线圈正常通电且通电电流不变的情况下，通过给控制励磁线圈通电的个数来实现不同场合的减振功能；当汽车在在普通公路行驶时，只需给活塞头中的振动控制励磁线圈Ⅱ通电；当在不平顺的公路上行驶时，需要同时给振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅰ同时通电才能满足汽车悬架对振动的控制；当汽车行驶在山路时，要给控制励磁线圈Ⅰ、振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅲ同时通电，行成六段阻尼抵消悬架的振动；随着通电个数的增加使输出阻尼力成倍，行成的三级减振来适应不同的场合；在不增加阻尼器纵向长度和体积的前提下，可提供较大的输出阻尼力，特别适用于多路况振动控制的汽车悬架。

本实用新型磁流变阻尼器所用零件阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)、活塞头(8)分别由低碳钢导磁材料制成；其余零件均由不导磁材料制成。这种设计充分发挥垂直磁场对磁流变液的作用，也可让复位弹簧(5)收缩，实现振动的控制。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型活塞杆受拉伸时磁流变液流经液流通道示意图。

图3是本实用新型第一种工作状态磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。

图4是本实用新型第二种工作状态磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。

图5是本实用新型第三种工作状态磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。

图6是本实用新型活塞头左端盖的侧视图。

图7是本实用新型活塞头右端盖的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型包括：活塞杆(1)、复合式左端盖(2)、阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)、复位弹簧(5)、复合式右端盖(6)、振动控制励磁线圈Ⅰ(7)、活塞头(8)、振动控制励磁线圈Ⅱ（9）、振动控制励磁线圈Ⅲ(10)。

图2是本实用新型活塞杆受拉伸时磁流变液流经液流通道示意图。其中，复合式左端盖(2)、活塞头(8)、阻尼缸体Ⅰ(3)之间围成容腔Ⅰ；阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)、复合式左端盖(2) 及复合式右端盖(6)围成容腔Ⅱ；活塞头(8)、阻尼缸体Ⅰ(3)、复合式右端盖(6)之间围成容腔Ⅲ；当活塞杆(1)沿轴向拉伸运动时，容腔Ⅰ内的磁流变液经过阻尼通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅲ；当活塞杆(1)沿轴向方向受压缩时，容腔Ⅲ内的磁流变液经过液流通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅰ。

图3是本实用新型第一种工作状态磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。当给活塞头中的振动控制励磁线圈Ⅱ（9）通电时，阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)及活塞头形成的闭合磁场在液流通道行成两段液流阻尼，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差引起的振动小，输出阻尼力较小。

图4是本实用新型第二种工作状态磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。当给振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅰ同时通电，阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)及活塞头形成的闭合磁场在液流通道行成四段液流阻尼，在液流通道处行成四段液流阻尼，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差变为原来的两倍，振动加剧，故可输出较大阻尼力。

图5是本实用新型第三种工作状态磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。给振动控制励磁线圈Ⅰ、振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅲ同时通电，阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)及活塞头形成的闭合磁场在液流通道行成六段液流阻尼，在液流通道行成六段阻尼来抵消封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差因引起的振动。

图6是本实用新型阻尼缸体Ⅰ(3)剖视图。其中，在阻尼缸体Ⅰ(3)两端与液流通道相对应的位置各加工有4个周向均匀布置的腰形通孔。当阻尼器工作工作状态时，这种设计方式可使液流通道形成一个整体，用于磁流变液进出的液流通道；实现振动的控制和活塞头的复位。

图7是本实用新型阻尼缸体Ⅱ(4)剖视图。阻尼缸体Ⅱ(4)外表面加工有两个凹槽用于通电控制输出阻尼力的大小。

本实用新型工作原理如下：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，当给活塞头（8）中的振动控制励磁线圈Ⅱ（9）通电时，阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)及活塞头（8）形成的闭合磁场在液流通道行成两段液流阻尼，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差引起的振动小，输出阻尼力较小。当给振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅰ同时通电，阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)及活塞头（8）形成的闭合磁场在液流通道行成四段液流阻尼，在液流通道处行成四段液流阻尼，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差变为原来的两倍，振动加剧，故可输出较大阻尼力。给振动控制励磁线圈Ⅰ、振动控制励磁线圈Ⅱ和振动控制励磁线圈Ⅲ同时通电，阻尼缸体Ⅰ(3)、阻尼缸体Ⅱ(4)及活塞头（8）形成的闭合磁场在液流通道行成六段液流阻尼，在液流通道行成六段阻尼来抵消封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅲ压力差而引起的振动。